[发明专利]一种组合式预紧力可调的双螺母滚珠丝杠副及安装方法

权利要求书

1.一种组合式预紧力可调的双螺母滚珠丝杠副，其特征在于：是由丝杠、左螺母、左平键、左预紧连接盘、力传感器、环状超磁致伸缩致动器、右预紧连接盘、右平键和右螺母组成的；

所述的丝杠穿过所述的环状超磁致伸缩致动器，在环状超磁致伸缩致动器的一侧安装与丝杠配合的左螺母，另一侧安装有与丝杠配合的右螺母，所述的左螺母通过左平键与左预紧连接盘相连接，左预紧连接盘安装在环状超磁致伸缩致动器上，所述的力传感器安装在环状超磁致伸缩致动器与左螺母之间；所述的右螺母通过右平键与右预紧连接盘相连，所述的右预紧连接盘安装在环状超磁致伸缩致动器上；

所述左螺母，包括法兰和安装在法兰上的凸缘；在所述的法兰圆周均匀分布有螺孔，便于滚珠丝杠副与工作台之间的安装；凸缘的圆周上对称分布两个键槽，所述的左平键安装在该键槽内；

所述的所述力传感器套装在底座的短套筒上；

所述环状超磁致伸缩致动器，包括底座、非导磁外壳、盘形磁轭、永磁环、筒形磁轭、线圈骨架、激励线圈、环状超磁致伸缩材料、输出杆、碟形弹簧、预紧螺栓、端盖和软铁；

所述的底座的一侧设有长套筒，另一侧设有短套筒；环状超磁致伸缩材料套装在底座的长套筒上；在环状超磁致伸缩材料的两端各设有一个永磁环；所述的线圈骨架套装在环状超磁致伸缩材料与永磁环的外圈，激励线圈缠绕在线圈骨架上，呈哑铃状缠绕以便于增大油冷散热的面积；

盘形磁轭套在永磁环上，筒形磁轭位于激励线圈的外圈，安装在两个盘形磁轭之间，环状超磁致伸缩材料、永磁环、盘形磁轭与筒形磁轭形成闭合的磁路；

在其中一个盘形磁轭的一侧安装有软铁；

所述的输出杆套装在所述的长套筒上，输出杆穿过软铁与永磁环端部相接，套在底座的长套筒上；碟形弹簧套在输出杆上，一端压在输出杆的盘形凸起上，另一端装有预紧螺栓，预紧螺栓安装在端盖上，输出杆、碟形弹簧与预紧螺栓组合形成环状超磁致伸缩致动器的预压装置；

非导磁外壳通过紧固螺钉安装在底座与端盖之间，连接装置将底座、端盖、非导磁外壳连接成一体。

2.如权利要求1所述的组合式预紧力可调的双螺母滚珠丝杠副，其特征在于：所述的右螺母与左螺母的结构相同，在丝杠上对称安装。

3.如权利要求1所述的组合式预紧力可调的双螺母滚珠丝杠副，其特征在于：所述左预紧连接盘，右预紧盘各自包括盘体，所述的盘体呈阶梯状带有凸缘，内有筒状空腔；在所述的盘体的凸缘上设有键槽，键槽在圆周上呈对称分布；所述的右平键设置在该键槽内；在所述的盘体上设有弧形螺孔。

4.如权利要求3所述的组合式预紧力可调的双螺母滚珠丝杠副，其特征在于：所述的弧形螺孔的角度为30°，在盘体大圆盘面上呈周向120°分布。

5.如权利要求3所述的组合式预紧力可调的双螺母滚珠丝杠副，其特征在于：在所述的左预紧盘的盘体筒状空腔的筒壁上设有圆孔。

6.如权利要求3所述的组合式预紧力可调的双螺母滚珠丝杠副，其特征在于：所述力传感器，包括筒体和应变片，筒体为一中间带有凹槽的圆筒，应变片均匀的贴在筒体凹糟的外壁上，应变片的导线从左预紧连接盘的圆孔内穿出。

7.如权利要求1所述的组合式预紧力可调的双螺母滚珠丝杠副的安装方法，其特征在于：

先将左螺母安装到丝杠上，再将左预紧连接盘的键槽与左螺母的键槽对正，装入上下左平键并固定；将力传感器、环状超磁致伸缩致动器依次穿入丝杠，旋转环状超磁致伸缩致动器，调整其底座的螺孔与左预紧连接盘的弧形螺孔到合适的位置，并通过圆头螺钉将左预紧连接盘与环状超磁致伸缩致动器连接；

再将右预紧连接盘穿入丝杠，旋入右螺母，同时观察力传感器采集的输出力信号，当输出力达到初始预紧要求时，停止右旋转螺母，调整右预紧连接盘的位置，使右螺母的键槽与右预紧连接盘的键槽对正，安装右平键，通过圆头螺钉将右预紧连接盘固定到环状超磁致伸缩致动器上，完成初始预紧力的手动设定；工作过程中，若因负载发生变化或疲劳磨损需改变双螺母滚珠丝杠副的预紧力时，力传感器、外部数据采集系统、数控电流源以及环状超磁致伸缩致动器组成闭环控制系统，通过实时控制环状超磁致伸缩致动器激励线圈内部电流大小改变预紧力，实现预紧力的自动精确在线调整。